论文题目：Microfluidic-derived montmorillonite composite microparticles for oral codelivery of probiotic biofilm and postbiotics

期刊名称：Science Advances

成果所有人：商珞然课题组

论文发表时间：2025年03月19日

致谢平台或仪器：未提供

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本研究依托复旦大学上海医学院核心平台及相关师生的支持协作，聚焦溃疡性结肠炎治疗中益生菌口服递送效率低、单一治疗模式效果有限的关键问题，开发了基于微流控电喷雾技术的蒙脱石复合微粒递送系统，实现了益生菌生物膜与后生元的协同递送，为溃疡性结肠炎的治疗提供了新型高效策略。研究核心目标是解决益生菌口服过程中面临的胃肠道环境胁迫（胃酸、胆汁盐、消化酶）、黏膜黏附不足导致的存活率低与滞留时间短，以及单一治疗模式难以应对复杂肠道微生态紊乱的难题。为此，研究团队构建了以蒙脱石为益生菌生物膜载体、海藻酸钙为pH响应性外壳的复合微粒系统，创新性地将嗜酸乳杆菌（LA）形成的生物膜（MLB）与后生元吲哚-3-丙酸（IPA）共封装，形成MLB+IPA@CA复合微粒，通过微流控技术精准调控微粒特性，实现肠道靶向释放与协同治疗。

研究过程中，借助复旦大学上海医学院的核心实验平台，运用了多种关键仪器与技术。在材料表征方面，利用激光共聚焦显微镜（Leica SP8）验证生物膜形成及微粒内部成分分布；在细菌生长计数方面，使用酶标仪测量了细菌的OD值。

研究取得了多项重要成果。在递送系统性能方面，复合微粒展现出优异的胃肠道耐受性，在模拟胃液（pH 1.2）中4小时后益生菌存活率达18.7%，显著高于未封装组，且在模拟肠液（pH 6.8）中实现可控释放，10小时内IPA累计释放率达79.2%；蒙脱石介导的益生菌生物膜大幅提升了黏膜黏附能力，体内滞留时间延长至24小时以上，肠道各段益生菌定植量显著增加。在治疗效果上，该复合微粒在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠模型中表现出显著疗效，能有效抑制体重下降，降低疾病活动指数（DAI），使结肠长度恢复至接近健康小鼠水平，同时显著减少促炎因子（肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6等）分泌，提升抗炎因子（白细胞介素-10等）水平，修复肠道黏膜屏障与紧密连接蛋白（ZO-1、Occludin-1）表达。此外，复合微粒还能有效调节肠道菌群结构，恢复菌群多样性，提升乳杆菌属、罗斯氏菌属等有益菌丰度，降低致病菌比例，使菌群功能接近健康状态。在生物安全性方面，经细胞相容性实验与小鼠体内安全性评估，复合微粒无明显毒性，对肝肾功能及主要脏器无不良影响，具备良好的生物相容性。本研究通过创新的递送系统设计与精准的技术实现，为溃疡性结肠炎的治疗提供了兼具高安全性与高效性的新方案，也为益生菌与生物活性物质的协同递送提供了可借鉴的技术框架，相关成果的取得离不开复旦大学上海医学院核心平台提供的技术支撑与师生的协作支持。